摘  要：介紹了南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠潤(rùn)滑油糠醛精制裝置運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問題和存在的不足，詳細(xì)描述了溶劑回收系統(tǒng)纪娄、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)施旱、精制液加熱爐、精制油汽提塔潜狭、抽出油塔底重沸器等“瓶頸”的改造設(shè)計(jì)方法茄敲。改造后與改造前相比，在相同的精制深度下谭央，處理能力可提高25％左右狠持，精制油收率提高2．3個(gè)百分點(diǎn)，能耗下降62．6％瞻润。 

    關(guān)鍵詞：糠醛精制裝置喘垂；技術(shù)改造；能耗绍撞；處理量正勒；收率

    1  前  言

    南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠潤(rùn)滑油糠醛精制裝置，設(shè)計(jì)處理能力為100．8 kt／a傻铣，1997年9月建成投產(chǎn)章贞。雖然糠醛精制裝置在設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的設(shè)備和儀表，但是由于在工藝流程和設(shè)備非洲、過(guò)程控制及管線布置等方面存在著一些缺陷鸭限，造成裝置生產(chǎn)波動(dòng)大、操作彈性小两踏、能耗高败京、安全系數(shù)低、經(jīng)濟(jì)效益差梦染，使裝置自身存在的優(yōu)勢(shì)得不到充分發(fā)揮冒侧，還制約了石蠟——潤(rùn)滑油生產(chǎn)系統(tǒng)的效益。為此啼厌，依據(jù)糠醛精制裝置的現(xiàn)狀岛盗，針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題，參考其它單位同類裝置改造的經(jīng)驗(yàn)终于，在過(guò)去的幾年中進(jìn)行了4次優(yōu)化改造萄尽，問題逐一得到了解決，運(yùn)行的總體經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高禁脏。

    2  糠醛裝置設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

    (1)裝置設(shè)計(jì)加工輕油和重油兩種原料倡照。常四線、減二線谣泄、減三線油合稱為輕油声屯，減四線及輕脫瀝青油合稱為重油惫饲。輕、重油料切換生產(chǎn)去园。

    (2)抽提塔為新型高效填料塔裤础，采用由清華大學(xué)開發(fā)的QH-1型填料及由洛陽(yáng)石油化工工程公司設(shè)計(jì)的進(jìn)料分布器。

    (3)抽出液溶劑回收系統(tǒng)采用低—中—高三效蒸發(fā)流程蜓谋，充分回收溶劑熱量梦皮，回收加熱爐的熱負(fù)荷僅為兩效蒸發(fā)流程的67％，可較好地節(jié)能桃焕。

    (4)吸收國(guó)內(nèi)同類先進(jìn)裝置的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)剑肯，在溶劑回收系統(tǒng)增加了精制液和抽出液閃蒸塔，以減少溶劑回收系統(tǒng)的負(fù)荷观堂，降低能耗让网。

    (5)采用PROCESS模擬程序進(jìn)行工藝流程模擬，優(yōu)化操作條件师痕。

    (6)部分冷換設(shè)備采用螺紋管溃睹、內(nèi)插物等高效傳熱設(shè)備，可強(qiáng)化傳熱七兜，減少換熱沒備丸凭，節(jié)省投資福扬，并適應(yīng)工況變化腕铸。

    (7)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用美國(guó)ABB公司的DCS集散控制系統(tǒng)，屏幕顯示直觀清晰铛碑、調(diào)節(jié)方便裂体、操作穩(wěn)定，而且具有記憶赦锰、報(bào)警息队、打印等功能，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制水平的升級(jí)灼址。

    3  裝置設(shè)計(jì)中存在的不足

    3．1  一效蒸發(fā)塔蒸發(fā)率低

    主要問題是：把抽出液加熱爐的對(duì)流室作為一效蒸發(fā)塔進(jìn)料的最后加熱措施沿硕；一效蒸發(fā)塔進(jìn)料流程在加熱爐的對(duì)流室前后有2個(gè)大型的“U”型彎；部分換熱器在計(jì)算中傳熱系數(shù)取值太高肤轿。由于用對(duì)流室加熱時(shí)依特，熱穩(wěn)定性較差，再加上對(duì)流室前后的2個(gè)大“U”彎分別為DN 300 mm和DN 350mm的管線度籍，流程長(zhǎng)契畔，散熱損失大，非常容易形成液體積聚碌掩，抽出液在換熱器中的壓降增大课丢。而在換熱器中蛆存，溶劑實(shí)際上是在高于蒸發(fā)塔的壓力下蒸發(fā)的，它所構(gòu)成的背壓溫差損失會(huì)增大响禽，從而形成了蒸發(fā)效果時(shí)好時(shí)壞徒爹，蒸發(fā)率低。

    3．2  抽出油溶劑超標(biāo)

    由于南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠的糠醛裝置設(shè)計(jì)為正序生產(chǎn)方案芋类，抽出油的收率只有15％左右瀑焦，所以進(jìn)入抽出油閃蒸、汽提塔的物料很少梗肝。在裝置試車過(guò)程中榛瓮，初期抽出油汽提塔的塔底溫度只能達(dá)到120～130℃，曾經(jīng)采取抽出油系統(tǒng)部分循環(huán)的辦法增大抽出油的循環(huán)量巫击，才使該塔底溫達(dá)到145～155℃禀晓，外送抽出油攜帶溶劑量高達(dá)2％～3％，造成大量的溶劑損失坝锰，裝置開工僅40 d就被迫停工進(jìn)行技術(shù)改造粹懒。

    3．3  汽包和蒸汽發(fā)生器安裝位置不合理

    由于汽包和蒸汽發(fā)生器的位置設(shè)計(jì)得太低，一顷级、二凫乖、三效蒸發(fā)塔糠醛溶劑進(jìn)入干燥塔前設(shè)計(jì)有約10m的大“U”型彎，且3個(gè)蒸發(fā)塔共用一條入塔線裁国，當(dāng)三效蒸發(fā)塔的壓力控制閥動(dòng)作時(shí)馅拥，會(huì)嚴(yán)重影響一、二效蒸發(fā)塔蒸發(fā)量的大小表季，形成了流程長(zhǎng)肯窜、壓降大、背壓溫差損失大虏淤、對(duì)蒸發(fā)不利的局面纹茫，導(dǎo)致?lián)Q熱回收溶劑的百分?jǐn)?shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。另外舶惕，汽包設(shè)計(jì)的負(fù)荷太小自古，設(shè)計(jì)發(fā)汽量?jī)H為1 000 kg／h，可是饶几，實(shí)際發(fā)汽量有時(shí)高達(dá)1 450 kg／h价秉，經(jīng)常出現(xiàn)低壓蒸汽帶水現(xiàn)象，不能滿足日常生產(chǎn)需要肪瘤。

    3．4  精制液加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷不足

    由于精制液加熱爐入爐前的換熱器在設(shè)計(jì)中所取數(shù)據(jù)偏高抄瓦，理論計(jì)算的入爐溫度為178～181℃，而實(shí)際達(dá)到的入爐溫度只有152～154℃陶冷；加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷為620 kW钙姊，實(shí)際負(fù)荷卻達(dá)到了755kW毯辅，形成加熱爐超負(fù)荷操作。因此煞额，經(jīng)常出現(xiàn)供風(fēng)量不足思恐，燃燒不完全，加熱爐回火等現(xiàn)象膊毁，造成操作波動(dòng)胀莹。

    3．5  精制液汽提塔塔頂攜帶精制油

    精制液汽提塔是精制油與糠醛溶劑分離的關(guān)鍵設(shè)施。由于汽提塔設(shè)計(jì)的篩板開孔率太小婚温，導(dǎo)致汽提塔塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷太大描焰，造成汽提塔塔頂攜帶精制油。平均每天要外送兩次攜帶油栅螟，約1．0～1．2 t荆秦，既給操作帶來(lái)了很多麻煩，又降低了精制油收率力图。

    3．6  抽提塔中段循環(huán)液水冷器結(jié)蠟

    我國(guó)大部分潤(rùn)滑油糠醛裝置抽提塔的中段循環(huán)冷卻系統(tǒng)是水冷器和空冷器聯(lián)合使用蚜宠，而南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠的糠醛裝置在設(shè)計(jì)中僅選用了水冷器，所加工的原料又是高含蠟量的石蠟基原料雅跺，從抽提塔抽出進(jìn)入水冷器的溫度一般在90℃左右极炎，而從水冷器出來(lái)的溫度僅為45～50℃。造成石蠟結(jié)晶析出附著在換熱器管束的表面上枕篡，使換熱器的傳熱系數(shù)大大降低嫩柑，導(dǎo)致中段循環(huán)液的溫度降不下來(lái)。通常需要把循環(huán)水停下來(lái)暴既，升溫化蠟后辽察，再緩慢投入使用，嚴(yán)重影響了抽提塔的平穩(wěn)操作磁饮。

    4  改進(jìn)措施

    4．1  優(yōu)化換熱流程，提高一溪臊、二效蒸發(fā)率

    為消除二效糠醛蒸氣與抽出液換熱器的傳熱限制因素减少，把抽出液加熱爐對(duì)流室撤出一效蒸發(fā)進(jìn)料換熱系統(tǒng)，使抽出液與二效蒸發(fā)的糠醛蒸氣換熱后直接進(jìn)入一效蒸發(fā)塔镊鹊；二效糠醛蒸氣與抽出液換熱器出口壓力由0．06 MPa降到0．02 MPa填抬，其傳熱溫差由4℃提高到12℃，汽化點(diǎn)提前隧期，換熱效果大大提高飒责；三效蒸發(fā)糠醛蒸氣與抽出液換熱器的換熱面積由20 m更換為110 m2；把閃蒸塔頂氣水冷器改造為換熱器仆潮，充分利用熱源宏蛉，讓閃蒸塔頂氣和一效蒸發(fā)塔進(jìn)料換熱遣臼，換熱面積由15 m2更換為70 m2；使一效蒸發(fā)塔的蒸發(fā)率從試車時(shí)的8％提高到30．2％拾并。把二效蒸發(fā)塔進(jìn)料改進(jìn)抽出液加熱爐對(duì)流室揍堰，將對(duì)流管由4路并聯(lián)改為串聯(lián)，進(jìn)出口管線由DN 350 mm改為DN 100 mm嗅义，作為二效蒸發(fā)塔進(jìn)料的第一個(gè)補(bǔ)熱措施屏歹；消除了一效、二效之碗、三效蒸發(fā)塔進(jìn)料和對(duì)流室出口管線上存在的4個(gè)大“U”彎蝙眶，改為高架管線，減小了管路壓降褪那，同時(shí)眠便，系統(tǒng)內(nèi)糠醛溶劑的藏量減少了約15 t，使溶劑周轉(zhuǎn)的周期縮短况饥。

    4．2  抽出油汽提塔底增設(shè)再沸器

    新增1臺(tái)塔底抽出油循環(huán)泵和1臺(tái)40 m2的塔底抽出油循環(huán)加熱器其便，把精制液汽提塔塔底的精制油作為加熱的熱源。抽出油循環(huán)的人口設(shè)置在第23層塔盤荸冒，第23和第24層塔盤開孔率從2．37％增加到2．83％蘑杭。

    4．3  改進(jìn)汽包和蒸汽發(fā)生器的布置，減小壓降

    將汽包和3臺(tái)蒸汽發(fā)生器整體上移6 m扬饰，三效蒸發(fā)塔壓力控制調(diào)節(jié)閥從地面上移至11 m平臺(tái)宛办，消除了高約10 m的“U”型彎。把汽包(Φ1000mm×2 484 mm×10 mm)擴(kuò)容為Φ1000 mm×5 000 mm×l0 mm班跟。把一属荤、二、三效蒸發(fā)塔糠醛溶劑進(jìn)干燥塔的管線由一路分成3路板径，減小管路壓降就初。同時(shí)，將部分一效蒸發(fā)塔回收的溶劑改進(jìn)干燥塔的第12層塔盤疾捍，便于在開工初期或一效蒸發(fā)含水時(shí)奈辰，使其得到干燥，有效地控制了干糠醛含水乱豆。把一奖恰、二效蒸發(fā)塔糠醛溶劑入塔口重新設(shè)置，比原設(shè)計(jì)的入塔口位置下降了2 m宛裕，消除了“U”型彎瑟啃。

    4．4  精制液加熱爐改造

    利用該廠老常壓裝置閑置下來(lái)的加熱爐爐體及原精制液加熱爐的燃燒器，重新設(shè)計(jì)爐管揩尸，對(duì)爐管進(jìn)行了擴(kuò)徑蛹屿，擴(kuò)大了傳熱面積屁奏。改造后的加熱爐為提高熱效率，增設(shè)了對(duì)流室蜡峰。改造后的加熱爐熱負(fù)荷達(dá)到1 200 kW了袁。爐出口轉(zhuǎn)油線由DN 100 mm擴(kuò)大到DN l50mm，并把爐出口管線架高湿颅，消除了高約4 m的大“U”型彎载绿，提高了糠醛溶劑在精制液加熱爐出口的汽化率。另外加熱爐爐壁采用陶纖內(nèi)襯斟策，減少散熱損失研歧。

    4．5  精制液汽提塔塔盤改造

    通過(guò)工藝計(jì)算發(fā)現(xiàn)精制液汽提塔塔盤的開孔率太小，精餾段的開孔率為3％胡傅，汽提段的開孔率為2．5％氧悦。精餾段氣相負(fù)荷大，氣速太高母烘；汽提段液流強(qiáng)度大国享，從而導(dǎo)致塔頂攜帶。通過(guò)改造惨侵，把精餾段的開孔率增大到5．7％队笑，汽提段的開孔率增大到3．0％，攜帶油的外送量從每天2次下降到每周1～2次蓉肤，使問題得到了根本的解決狞荤。

    4．6  中段循環(huán)液水冷器更換為內(nèi)插物換熱器

    為了解決水冷器結(jié)蠟問題選用內(nèi)插物換熱器，同時(shí)換熱面積從70 m2增大到160 m2棋捷，并調(diào)換管殼程介質(zhì)脸狸，中段循環(huán)液走管程，改善流動(dòng)性能藐俺，有效地防止了結(jié)蠟炊甲。

    5  改造后的效果

    (1)通過(guò)優(yōu)化和改造，操作彈性增大了紊搪，平穩(wěn)率明顯提高蜜葱，裝置處理能力由設(shè)計(jì)的100．8 kt／a提高到125 kt／a，處理能力提高約25％耀石。

    (2)抽提系統(tǒng)的操作環(huán)境得到了改善，溫度梯度均勻爸黄，填料層之間的溫度梯度可達(dá)20℃滞伟，抽提效果良好，精制油收率從1998年的83．1％提高到2001年的85．4％炕贵，提高了2．3個(gè)百分點(diǎn)梆奈。

    (3)糠醛消耗量降低野崇，抽出油含糠醛的量從試車時(shí)的2％～3％下降到0．05％以下，單位溶劑消耗從1998年的2．78 kg／t下降到2001年的1．34 kg／t亩钟；環(huán)保指標(biāo)得到了改善乓梨，外排污水實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)。

    (4)糠醛裝置的能耗逐年下降林慷，2002年前10個(gè)月裝置綜合能耗僅為每噸原料758．52 MJ(比1997年下降了62．6％)浓蜈，月能耗最低為每噸原料643．75 MJ。表1為1997～2001年單位加工能耗對(duì)比否胸。

    6  結(jié)  論

    (1)糠醛干燥塔的設(shè)計(jì)布置應(yīng)靠近換冷平臺(tái)和抽提塔芳迅，使糠醛溶劑入塔進(jìn)料管線盡可能地短，以減少管路壓降和熱損失馆梦。 

    (2)蒸汽發(fā)生器蕾胶、汽包的設(shè)計(jì)位置應(yīng)按照干燥塔糠醛溶劑進(jìn)料口的位置向上逆推，按照氣相冷凝液體自流的原則布置桐继，盡可能地改善液體流動(dòng)狀態(tài)刘耀，加大換熱溫差。

    (3)三效蒸發(fā)塔應(yīng)按照二效蚤弃、一效召藻、三效的順序，自下而上布置打恕，便于三效蒸發(fā)塔向閃蒸塔的自壓流動(dòng)退疫，降低三效蒸發(fā)溶劑的過(guò)熱度，實(shí)現(xiàn)低爐溫操作鸽素，減小糠醛生焦量褒繁。

    (4)應(yīng)該避免“U”彎的設(shè)置，以減少背壓溫差損失馍忽，提高換熱器的傳熱系數(shù)棒坏，使換熱回收量和換熱回收蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)率增加，提高多效蒸發(fā)的效果遭笋，降低能耗坝冕。

    (5)經(jīng)幾次改造后，處理能力可提高25％左右瓦呼，精制油收率提高2．3個(gè)百分點(diǎn)喂窟，能耗下降62．6％。

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